第四章 攀钢转炉提钒工艺

攀钢含钒铁水成份
项目 含钒 铁水 C(%) 4.4 3.8～4.7 Si(%) 0.130 0.03～0.36 Mn(%) 0.238 0.12～0.5 P(%) 0.075 0.065～0.085 S(%) 0.058 0.035～0.146 V(%) 0.285 0.18～0.33 Ti（%） 0.19 0.08～0.23 温度(℃) 1260 1180～1350
转炉炉下钒渣罐采用16m3渣罐,每个渣罐能容纳吹炼钒渣8~12
炉。钒渣罐通过炉下电动渣罐车拉至钒渣跨，用起重机吊至16m3 钒渣罐车上；每4辆车组成一列(3辆钒渣罐车,一辆废渣车),用火车 拉至钒渣破碎间，废渣拉至弃渣场。
三、攀钢转炉提钒主要设备
设计工艺参数： 公称容量 120 吨，设计炉产半钢 138 吨，提钒周期 30min/ 炉，纯吹氧时间 8min ，日提钒最大炉数 68炉(2 吹 2时 ) ，设计年 产钒11万吨/年，半钢295万吨年。 转炉炉型参数： 高9050mm，炉壳外径6530mm，高宽比1.386，熔池内经 5180mm，熔池深度 1400mm，转炉有效容积136m3，炉容比
的转炉提钒—转炉炼钢的双联法提钒炼钢获得成功，在10t实
验转炉所做研究的基础上，不断扩大试验规模。1963年11月 建成 100t 转炉，并进行了第一批工业试验，证实了采用氧气
从铁水中提钒的合理性及提钒的高效率，可以实现深度脱钒，
钒氧化率达92—94%。
从60年代初开始，我国为了加速钒钛磁铁矿的综合利用，
污泥球 铁矿石 铁皮球 覆盖剂
O2 N2
生铁块 废钒渣 生铁料槽
单斗提升机 皮带运输机 炉顶料仓 称量斗
炉气放散 称量 炉气净 化装置 污泥 处理 烟尘回 收利用
脱硫铁水
扒渣 覆盖剂
120t提 钒转炉
16m3 钒渣罐 钒渣破碎车间 弃渣场
140t 半钢罐
经过栈桥 到炼钢车间
16m3钒渣罐 车
火车拉 出
⑶半钢覆盖剂(增碳剂、蛭石、碳化硅、半钢脱氧覆盖剂等)：汽 车运输→地下料坑→提升机→高位料仓→称量→半钢罐。 地下料坑的作用: 暂时存放用火车或汽车运输来的提钒冷却剂， 保证提钒转炉连续生产的需要。 单斗提升机的作用: 把贮存在地下料仓的各种散状料提升运输到 高位料仓，供给提钒生产使用。 高位料仓的作用: 临时贮料，保证转炉随时用料的需要。料仓的 大小决定不同冷却剂的消耗和贮存时间。每座提钒转炉单独使用4 个高位料仓。
曾先后在首钢 3t 和 30tLD 转炉、唐钢 5tLD 转炉、上钢 30tLD
转炉，攀钢120tLD炼钢转炉上进行过多次半工业与工业性试 验，并获得了大量的试验数据，为氧气顶吹转炉提钒工艺转化
为工艺性生产奠定了基础。
攀枝花钒钛磁铁矿开发后，为了综合利用资源，须寻求从 钒钛铁矿中合理的提钒炼钢流程，为此，进行了氧气顶吹转炉 吹钒炼钢工艺试验，其发展经历了如下几个阶段：
0.45～0.48 0.48～0.55 1300
1280～1320 1350～1400 1400～1450
备注
高炉铁水
高炉铁水
电炉熔炼铁水
高炉铁水
高炉铁水
攀钢含钒钛铁水与同类钢铁厂相比，有如下特点： ①攀钢高炉铁水碳含量与下塔吉尔、丘索夫的高炉铁水相当，比承 钢、马钢略高，但铁水温度却最低。铁水温度低，虽对低钒铁水提钒有 利，但却在终点半钢温度一定的条件下，使提钒“保碳”难度增大，影 响半钢质量。 ②攀钢高炉铁水属低钒铁水,平均钒含量比下塔吉尔、丘索夫、海威 尔德、新西兰及承钢低0.13%以上，仅比马钢略高。铁水钒低，将直接 影响钒氧化率、钒回收率的提高。攀钢低钒铁水[C]-[V]氧化转化临界温 度较下塔尔等厂家的中高钒铁水低50℃。∴对攀钢低钒铁水而言，拟 定好转炉提钒工艺的冷却制度、供氧制度和终点控制制度，确保“提钒
均0.62%,P2O5平均0.19%)
c. 钒渣产量和钒回收率较低， 24.6kg/t 铁。 ( 双联法平均钒渣 产量30.46kg/t铁，钒回收率76.02%） d.钢水含钒不多，大部分≤0.01%。 e.钢渣含V2O5较多。
f .炼钢温度和去磷硫情况良好。
3、攀钢120tLD炼钢转炉提钒试验
1986年元月初和3月初，由攀钢钢研所、炼钢厂和科技处等 有关单位组成的转炉提钒试验组在攀钢炼钢厂 120tLD 转炉上 先后进行了两次(共44炉)转炉双联提钒试验； 其目的是：探索采用以焦油白云石作炉衬的大型氧气顶吹转
组元
CaO
SiO2
Fe2O3
TFe
MFe
S
P
V2O5
FeO
粒度要求 5～30mm者 ≥90％
铁皮球
复合球
＜0.5
＜0.5
8.7
8.9
31.22
38.59
＞62
＞62
0.023
0.044
0.016
0.097 0.61
60.27
绝废钒渣
回收钒渣
1.3～2.5
导向杆 挡渣镖结构示意图 镖体
挡渣镖投放车示意图
四、转炉提钒用原材料
1、含钒铁水 含钒铁水是提钒的主要原料，其化学成份决定着钒渣质量 和提钒工艺流程。攀钢铁水含硫高，需采用炉外脱硫，脱硫后 铁水钒略有下降。 为避免氧化钙等杂质污染钒渣，高炉铁水和脱硫铁水在进 入提钒转炉前都必须经过除渣处理。要求入转炉的铁水带渣量 小于铁水质量的0.5％。
120t炼钢 转炉
(二) 转炉提钒工艺过程 1、铁水供应
将脱硫后的铁水扒渣，再用起重机将铁水兑入转炉。
2、冷却剂供应
(1)生铁块、废钒渣：生铁块、废钒渣用电磁起重机装入生
铁料槽,再用起重机加入提钒炉。 (2)铁皮球、污泥球、铁矿石：用翻斗汽车运至地面料仓， 由单斗提升机运到37.56m平台，经胶带运输机送到炉顶料仓 内。使用时由炉顶料仓电磁振动给料机给料,经称量斗称量后 加入转炉。
15
3、氧气和氮气供应 氮 气 和 氧气用管道输送到车间内,氧气纯度为99.5％ ， 压力 0.49～1.18 MPa；氮气压力0.294～0.392Mpa。
4、吹炼提钒
吹炼前先根据铁水条件加入生铁块或废钒渣,然后兑入铁水,摇 正炉体下枪供氧吹炼，在吹炼过程中可根据吹炼情况加适量铁皮 球、铁矿石、污泥球，吹炼结束时先出半钢进入半钢罐。 5、出钒渣
V/t 0.986，炉口外径2480mm。
提钒转炉主要设备 ： 冷却料供应系统、转炉及其倾动系统、 氧枪系统、烟气净化及回收、挡渣镖加入装臵等。
1、冷却料供应系统 冷却剂供应系统包括地下料坑、单斗提升机、皮带运输机、 卸料小车、高位料仓、振动给料器、称量料斗以及废钢槽、天
车等设备，这些设备保证提钒用原料的正常供应。
1、首钢3吨LD转炉提钒试验 1965年7月～11月在首钢进行了三个方案的试验。 a. 同炉单渣法 试验了39炉
b. 同炉双渣法
c. 双联法 实验结论：
试验了61炉
试验了145炉
a. 双联法：钒回收率较高 ,钒渣的水浸率可高达 90.0～97.7%,是一次 从生铁中提出优质钒渣的较好方法。缺点是生产调度上较为复杂。 b.同炉双渣法：钒渣含钒低，钒回收率较低，CaO、P、S高，不适宜 用现行工艺进行焙烧浸出处理。可作为石灰代用品返回高炉利用。 c.同炉单渣法：钒渣含钒更低，余钒较高0.08%以下， CaO、P高。
范围
钒渣 平均 统计炉数 范围 平均 统计炉数 钒氧化率 平均 去硫率 去磷率 钒渣量 钒回收率
1.6~20.8
10.04 64 41.20~54.80 48.80 66 80.0 % 36.4 % 84.7 %
8.24~22.97
16.05 64 7.52~19.31 141.34 66 （78.5 % ）
2、首钢30吨LD同炉双渣法吹钒炼钢试验 1965 ～ 1966 年在首钢的 30tLD 转炉上进行了同炉双渣法吹 钒炼钢试验。 此试验的目的：是与双联法作技术经济指标对比，为锦州铁
合金厂处理高钙钒渣试验提供原料，以及进一步探索同炉双渣
法的工艺特点。
双渣法化学成分及钒氧化率去硫率去磷率数据表
CaO SiO2 ∑Fe V2O5
9.11~51.16
26.30 64 6.64~23.04 12.35 66
5.98~20Biblioteka 4215.30 64 2.03~4.81 3.12 66
炼钢 渣
66炉
24.6kg/t铁（包括MFe） 53% 64炉
64炉
同炉双渣法与双联法对比：
a. 钒 氧 化 率 较 低 ， 半 钢 余 钒 较 高 。 ( 双 联 法 钒 氧 化 率 平 均 88.7%,余钒平均0.045%) b.钒渣V2O5较低15.30%,TFe、MFe较低,CaO、P2O5较高。 ( 双联法 V2O5 平均 20.9%,TFe 平均 33.8%,MFe 平均 15%,CaO 平
保碳”目标实现，是技术关键与难点所在。
2、其他原材料
⑴冷却剂 为了达到“去钒保碳”的目的，整个提钒过程中需将熔池温度控
制在一定的范围内。
在吹钒过程中,含钒铁水中的其它元素也随之氧化并放出热量,使 得熔池温度升高而超出提钒所控制的温度范围。因此在提钒过程中选 择合适的冷却材料及合理的配比对提钒非常重要。 采用的冷却剂有：生铁块、污泥球、铁皮球、铁矿石、废钒渣 等。其主要成份见下表。 转炉提钒用生铁块化学成份，wt％ 组元 生铁块 C 4.31 Si 0.10 Mn 0.26 V 0.324 Ti 0.097 S 0.05 P 0.059
炉进行提钒的可能性，查明工艺上所存在的问题，测定脱硫—
提钒—炼钢过程中金属液温度与成份的变化，为攀钢二期工程 选定转炉提钒—转炉炼钢方案提供必要的论据。 实验表明：氧气转炉提钒比雾化炉提钒具有更好的优越性， 而且焦油白云石炉衬本身对钒渣质量没有影响。